注冊資產(chǎn)評估師考試輔導(dǎo)機電設(shè)備評估基礎(chǔ)講義第六章機器設(shè)備壽命估算-12版

1、2012年注冊資產(chǎn)評估師考試輔導(dǎo) 機電設(shè)備評估基礎(chǔ) 第六章機器設(shè)備壽命估算本章知識框架圖本章重要考點1.磨損壽命的估算2.疲勞壽命曲線及其應(yīng)用3.循環(huán)應(yīng)力特性、材料疲勞極限及零件疲勞極限4.疲勞損傷積累的含義、應(yīng)用及零件壽命的估算典型例題講解第一部分客觀題重要考點【】【考點1】磨損壽命的估算（10單選）【例題·多選題】機器的壽命是指設(shè)備從開始使用到被淘汰的整個時間過程。受有形磨損影響的壽命有（）。P371372A.物理壽命B.使用壽命C.經(jīng)濟壽命D.技術(shù)壽命E.自然壽命答疑編號4485060101正確答案ABCE答案解析設(shè)備的壽命分為自然壽命、技術(shù)壽命和經(jīng)濟壽命。自然壽命也叫物理壽命

2、、使用壽命，設(shè)備在規(guī)定的使用條件下，從投入使用到因為物質(zhì)損耗而報廢所經(jīng)歷的時間，受有形磨損的影響。技術(shù)壽命是設(shè)備從投入使用到因為技術(shù)落后而被淘汰所經(jīng)歷的時間。第種無形磨損可以縮短設(shè)備的技術(shù)壽命，而對設(shè)備進行技術(shù)改造可以延長其技術(shù)壽命。經(jīng)濟壽命是指設(shè)備從投入使用到因繼續(xù)使用不經(jīng)濟而退出使用所經(jīng)歷的時間。受到有形磨損和無形磨損的共同影響?！纠}·多選題】以下說法中正確的有（）。P375A.磨損強度是實際磨損量與極限磨損量之比B.磨損壽命等于初期和正常磨損階段之和C.磨損率是實際磨損量與極限磨損量之比D.在整個磨損過程中，磨損量與時間成直線關(guān)系E.磨損壽命等于最大允許磨損量與磨損強度之比答

3、疑編號4485060102正確答案BCE答案解析磨損強度為單位時間磨損的厚度，磨損強度越大，表明材料耐磨性越差，所以選項A不正確；設(shè)備的正常壽命T是第階段和第階段時間之和，所以選項B正確；磨損率是指實際磨損量和極限磨損量之比，所以選項C正確；在磨損過程中，第二階段是磨損量與時間成直線關(guān)系，其他兩個階段并不是直線關(guān)系，所以選項D不正確；因為磨損強度磨損量/對應(yīng)的時間，所以磨損壽命等于最大允許磨損量與磨損強度之比，選項D正確?！纠}·單選題】已知磨損強度為1mm/年，且設(shè)備運行5年后，磨損率為1/4，則該設(shè)備的剩余壽命為（）年，極限磨損量為（）mm。P376A.20、10B.15、20C

4、.20、20D.15、10答疑編號4485060103正確答案B答案解析該設(shè)備總壽命為5/（1/4）20（年），剩余壽命為20515（年）。極限磨損量1×2020（mm）。【例題·多選題】下列各項中，（）是評價材料靜強度的重要指標(biāo)。P379A.比例極限B.彈性極限C.屈服極限D(zhuǎn).強度極限E.斷裂極限答疑編號4485060104正確答案CD答案解析屈服極限和強度極限是評價材料靜強度的重要指標(biāo)?！?007考題·多選題】下列關(guān)于許用應(yīng)力的說法中，正確的是（）。P379A.許用應(yīng)力是機械設(shè)計中允許零件或構(gòu)件承受的最大應(yīng)力值B.只要零件或構(gòu)件中的工作應(yīng)力不超過許用應(yīng)力，這個

5、零件或構(gòu)件在工作中就是安全的，否則是不安全的C.在實際應(yīng)用中，許用應(yīng)力值一般由設(shè)計單位自己加以規(guī)定D.許用應(yīng)力等于考慮各種影響因素后經(jīng)適當(dāng)修正的材料失效應(yīng)力除以安全系數(shù)E.塑性材料以強度極限除以安全系數(shù)作為許用應(yīng)力答疑編號4485060105正確答案ABD答案解析許用應(yīng)力是機械設(shè)計中的基本數(shù)據(jù)，在實際應(yīng)用中，許用應(yīng)力值一般由國家有關(guān)部門根據(jù)安全性和經(jīng)濟性的原則，按材料的強度、載荷、環(huán)境情況、加工質(zhì)量、計算精確度和零件或構(gòu)件的重要性加以規(guī)定，所以選項C不正確；塑形材料以材料的屈服極限除以安全系數(shù)，得到許用應(yīng)力，所以選項E不正確?！尽俊究键c2】疲勞壽命曲線及其應(yīng)用【09、10（2）、11單選；10

6、、11多選】【2009考題·單選題】下列關(guān)于SN曲線（見圖）的說法中，錯誤的是（）。P381A.M點所對應(yīng)的應(yīng)力值稱為條件疲勞極限B.M點所對應(yīng)的循環(huán)次數(shù)N0稱為循環(huán)基數(shù)C.P點（NN0）所對應(yīng)的應(yīng)力值稱為有限壽命疲勞極限D(zhuǎn).N低于104105所對應(yīng)的有限壽命區(qū)為低周疲勞區(qū) 答疑編號4485060106正確答案A答案解析M點所對應(yīng)的應(yīng)力值稱為疲勞極限，在有限壽命區(qū)，與給定的循環(huán)次數(shù)N對應(yīng)的應(yīng)力為有限壽命疲勞極限，又稱為條件疲勞極限。【2008考題·多選題】下列關(guān)于疲勞壽命的說法中，正確的有（）。P381382A.零件的疲勞壽命與零件的應(yīng)力和應(yīng)變水平有關(guān)，應(yīng)力壽命曲線和應(yīng)變壽

7、命曲線統(tǒng)稱為SN曲線B.大多數(shù)結(jié)構(gòu)鋼的疲勞極限比靜強度極限高得多C.循環(huán)基數(shù)用N0表示，當(dāng)NN0為無限壽命區(qū)D.在有限壽命區(qū)內(nèi)，與給定循環(huán)N相對應(yīng)的應(yīng)力為條件疲勞極限E.給定循環(huán)N低于105106時，對應(yīng)的有限壽命區(qū)為低周疲勞區(qū)答疑編號4485060107正確答案ACD答案解析大多數(shù)結(jié)構(gòu)鋼的疲勞極限比靜強度極限低得多，所以選項B錯誤；在有限壽命區(qū)內(nèi)，與給定循環(huán)N相對應(yīng)的應(yīng)力為有限壽命疲勞極限，又稱為條件疲勞極限，所以選項D正確；給定循環(huán)N低于104105時，對應(yīng)的有限壽命區(qū)為低周疲勞區(qū)，所以選項E不正確?！?007考題·單選題】對于大多數(shù)結(jié)構(gòu)鋼，其疲勞極限（）它的靜強度極限。P382

8、A.略小于B.遠遠小于C.略大于D.遠遠大于答疑編號4485060108正確答案B答案解析對于大多數(shù)結(jié)構(gòu)鋼而言，疲勞極限遠遠小于靜強度極限。【2007考題·多選題】SN曲線是由疲勞實驗獲得的，在疲勞實驗中所使用的試件與實際零件有差異，所以在使用時應(yīng)該引入（）。P381A.表面狀態(tài)系數(shù)B.安全系數(shù)C.尺寸系數(shù)D.應(yīng)力集中系數(shù)E.材料系數(shù)答疑編號4485060109正確答案ACD答案解析SN曲線是由疲勞實驗獲得的，在疲勞實驗中所使用的試件與實際零件有差異,所以在使用時應(yīng)該引入表面狀態(tài)系數(shù)、尺寸系數(shù)和應(yīng)力集中系數(shù)?！尽俊究键c3】循環(huán)應(yīng)力特性、材料疲勞極限及零件疲勞極限【例題·單選

9、題】交變應(yīng)力的循環(huán)特性r等于最大應(yīng)力與最小應(yīng)力的比值，若r1，則表示材料所受應(yīng)力為（）。P383A.靜應(yīng)力B.對稱循環(huán)應(yīng)力C.脈動循環(huán)應(yīng)力D.不對稱循環(huán)應(yīng)力答疑編號4485060110正確答案A答案解析當(dāng)循環(huán)特征r1時，表明材料所受的應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力；r0表示材料所受的應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力?！纠}·單選題】以下說法中，正確的是（）。P383A.材料一定，則疲勞極限一定B.r0時，材料的疲勞極限等于該材料的強度極限C.其他條件相同時，r1，材料的疲勞極限最小D.條件疲勞極限與疲勞壽命成反比答疑編號4485060111正確答案C答案解析疲勞極限不僅與材料有關(guān)，還與分析對象的應(yīng)力集中、尺寸

10、和表面狀態(tài)有關(guān)；當(dāng)r1時，即承受靜應(yīng)力的時候，材料的疲勞極限等于該材料的強度極限；條件疲勞極限與疲勞壽命成反向變動關(guān)系，但不成比例。【2008考題·單選題】下列關(guān)于疲勞極限曲線（見圖）的說法中，錯誤的是（）。P384A.疲勞極限曲線上各點的疲勞壽命相等B.疲勞極限曲線與縱軸的交點A表示對稱循環(huán)的疲勞極限C.疲勞極限曲線與橫軸的交點B表示脈動循環(huán)的疲勞極限D(zhuǎn).在工程上，常將疲勞極限曲線簡化為折線甚至直線，這種簡化降低了計算精度，但更趨于安全答疑編號4485060112正確答案C答案解析疲勞極限曲線上各點的疲勞壽命相等，這些曲線也稱為等壽命曲線，所以選項A正確；A點表示對稱循環(huán)的疲勞極限

11、，所以選項B正確；C點表示脈動循環(huán)的疲勞極限，B點表示應(yīng)力幅接近于零點時的疲勞極限，它等于材料的強度極限，所以選項C不正確。選項D的表述是正確的。【】【考點4】疲勞損傷積累的含義、應(yīng)用及零件壽命的估算（09、11單選；09多選；10綜合）【例題·單選題】疲勞損傷積累理論認(rèn)為，當(dāng)零件的應(yīng)力（）疲勞極限時，每一次載荷循環(huán)都會對零件造成一定量的損傷，并且這種損傷是可以積累的。P386A.高于B.低于C.等于D.不低于答疑編號4485060113正確答案A答案解析疲勞損傷積累理論認(rèn)為，當(dāng)零件所受的應(yīng)力高于疲勞極限時，每一次應(yīng)力循環(huán)都會對零件造成一定量的損傷，這種損傷是可以積累的；當(dāng)損傷積累到

12、臨界值時，零件將發(fā)生疲勞破壞?！?009考題·多選題】下列關(guān)于疲勞損傷積累理論的說法中，正確的是（）。P386A.疲勞損傷積累理論認(rèn)為，每一次載荷循環(huán)都會對零件造成一定量的損傷，并且這種損傷是可以積累的B.邁因納定理認(rèn)為，每一次循環(huán)載荷所產(chǎn)生的疲勞損傷都是相互獨立的，總損傷是每一次疲勞損傷的累加C.非線性疲勞損傷積累理論認(rèn)為，每一次循環(huán)載荷形成的損傷與已經(jīng)發(fā)生的載荷大小及次數(shù)無關(guān)D.邁因納定理中，ni/Ni為材料受到應(yīng)力i的損傷率E.根據(jù)邁因納定理，發(fā)生疲勞破壞的條件為答疑編號4485060114正確答案BDE答案解析選項A缺乏前提，應(yīng)該是：當(dāng)零件所受應(yīng)力高于疲勞極限時，每一次載荷循

13、環(huán)都會對零件造成一定量的損傷，并且這種損傷是可以積累的；非線性疲勞損傷積累理論認(rèn)為，每一次循環(huán)載荷形成的損傷與已經(jīng)發(fā)生的載荷大小及次數(shù)有關(guān)，所以選項C不正確?！纠}·單選題】按照疲勞損傷為線性關(guān)系的理論，若設(shè)備已使用100天而積累損傷率為0.2，則剩余壽命應(yīng)等于（）天。P387A.200B.400C.600D.800答疑編號4485060115正確答案B答案解析剩余壽命100/0.2100400（天）?！纠}·單選題】某零件設(shè)計使用壽命10年，設(shè)計時考慮兩種交變載荷P1和P2，對應(yīng)的疲勞極限分別為103和105，P1出現(xiàn)的頻度為30%，P2出現(xiàn)的頻度為70%。而實際使用時，

14、P1出現(xiàn)的頻度為70%，P2出現(xiàn)的頻度為30%。若每天總使用次數(shù)不變，估計零件的實際使用壽命為（）年。 P387A.1.42B.3.25C.4.37D.6.50答疑編號4485060116正確答案C答案解析根據(jù)邁因納定理：，原有設(shè)計下的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：，每天循環(huán)3257.33/（10×365）0.8924（次）帶入本題的數(shù)字，得到實際使用壽命，由于每天總使用次數(shù)不變，所以實際可以用1422.48/0.89241593.96（天），即1593.96/3654.37（年）?！纠}·所選題】下列有關(guān)裂紋擴展的影響因素的表述中，正確的有（）。P391A.應(yīng)力強度因子幅度是影響裂紋擴

15、展的主要參數(shù)B.一般在強度因子較低時，加載頻率對裂紋的疲勞擴展速度影響很小C.裂紋擴展速度與加載頻率成正比關(guān)系D.對深埋裂紋，當(dāng)溫度低于蠕變溫度時，溫度對裂紋擴展速度無明顯影響E.對表面裂紋，高溫對裂紋擴展速度影響較大，溫度越高裂紋擴展速度越快答疑編號4485060117正確答案ABDE答案解析應(yīng)力強度因子幅度K是影響裂紋擴展的主要參數(shù)。除此之外，還有很多因素對裂紋的疲勞擴展有影響，如應(yīng)力循環(huán)特征、加載頻率、溫度、環(huán)境介質(zhì)等。1.應(yīng)力循環(huán)特征的影響。它對裂紋擴展速度影響比較大。2.加載頻率的影響。在強度因子較低時，加載頻率對疲勞擴展速度影響較??；當(dāng)k值比較高時，裂紋擴展速度和加載頻率成反比關(guān)系

16、。3.溫度的影響。對深埋裂紋，當(dāng)溫度低于蠕變溫度時，溫度對裂紋擴展速度無明顯影響；對表面裂紋，高溫對裂紋擴展速度影響比較大。第二部分主觀題重要考點【】【考點】疲勞壽命曲線及其應(yīng)用【例題·綜合題】某金屬結(jié)構(gòu)梁，受對稱循環(huán)載荷作用，其危險斷面的載荷譜簡化為二級，各級交變正應(yīng)力及循環(huán)次數(shù)n1如下表所示。已知上述材料的循環(huán)基數(shù)為107次，疲勞極限為-1100MPa，材料常數(shù)m9。 應(yīng)力i （MPa）循環(huán)次數(shù)ni128026022005000設(shè)若再以對稱循環(huán)3160MPa的應(yīng)力作用，試根據(jù)邁因納定理確定其使用壽命（次）。答疑編號4485060201正確答案【2009考題·綜合題】某電

17、廠鍋爐型號及主要參數(shù)如下：鍋爐型號：DG1004/18.5II1過熱器蒸汽最大連續(xù)蒸發(fā)量1004t/h過熱器出口蒸汽壓力（表壓）18.53MPa過熱器出口蒸汽溫度543再熱蒸汽進/出口蒸汽壓力 4.38/4.19MPa再熱蒸汽進/出口蒸汽溫度 336/543省煤器入口介質(zhì)表壓21.1MPa省煤器進水溫度257汽包設(shè)計壓力（表壓）20.8MPa汽包工作壓力（表壓）19.81MPa問題：1.什么是該類鍋爐的容量？上述鍋爐的容量為多少？答疑編號4485060202正確答案（1）該鍋爐為蒸氣鍋爐，蒸氣鍋爐的容量是指鍋爐在燃用設(shè)計燃料時，在設(shè)計額定參數(shù)下，連續(xù)運行所必須保證的最大蒸發(fā)量。該鍋爐的鍋爐容量

18、為1004t/h。2.上述鍋爐的額定蒸汽壓力和鍋爐的出口蒸汽溫度是多少？鍋爐的給水量溫度是多少？按壓力分類，該鍋爐屬于哪個類別？答疑編號4485060203正確答案（2）上述鍋爐的額定蒸氣壓力為18.53MPa；鍋爐的出口蒸氣溫度是543；鍋爐的給水溫度是257；該鍋爐屬于亞臨界鍋爐。（1620MPa屬于亞臨界鍋爐）3.評估師在對該鍋爐進行評估時重點關(guān)注鍋爐在使用過程中已發(fā)生的冷、熱啟動次數(shù)，試問冷熱啟動會對鍋筒產(chǎn)生何種載荷作用？對鍋筒會產(chǎn)生何種損傷？這種損傷的特點是什么？若鍋筒的材料常數(shù)C3.15×1026，m9，鍋爐在調(diào)峰運行熱態(tài)起動時鍋筒最大應(yīng)力區(qū)的最大應(yīng)力1300MPa，計算

19、其疲勞壽命，若該鍋爐已經(jīng)調(diào)峰運行熱態(tài)起動4000次，所產(chǎn)生的疲勞破壞的損耗率為多少？答疑編號4485060204正確答案（3）鍋爐在冷熱啟動時，鍋筒上下壁、內(nèi)外壁承受的是熱循環(huán)交變應(yīng)力作用；在這種交變熱應(yīng)力的作用下，經(jīng)過一定周次的循環(huán)，就會在金屬表面尤其是應(yīng)力集中部位出現(xiàn)疲勞裂紋。鍋筒壁承受的這種交變應(yīng)力的特點是：交變周期長，頻率低、導(dǎo)致疲勞裂紋萌生的循環(huán)次數(shù)少。對應(yīng)300MPa的疲勞壽命：N 1C/（1）m3.15×1026/（300）91.6×104疲勞破壞的損耗率4000/（1.6×104）25%4.機組額定電負(fù)荷300MW時，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為392克/千瓦時

20、，年時間利用率為5500小時，尚可使用壽命為10年，該鍋爐所設(shè)計使用的原煤折算標(biāo)準(zhǔn)的系數(shù)為0.71千克標(biāo)準(zhǔn)煤/千克，原煤的市場價格按600元/噸計算，折現(xiàn)率按10%計算，所得稅率25%，行業(yè)平均煤耗水平350克/千瓦時。計算與行業(yè)平均煤耗水平相比，該鍋爐超額運營成本引起的貶值。利息系數(shù)表年份（n）一次支付終值系數(shù)一次支付現(xiàn)值系數(shù)等額系列終值系數(shù)償債基金系數(shù)投資回收系數(shù)等額系列現(xiàn)值系數(shù)（F/P,i,n）（F/P,i,n）（F/A,i,n）（A/F,i,n）（A/P,i,n）（P/A,i,n） 1234567891011121314151617181920212223242526272829301

21、.10001.21001.33101.46411.61051.77161.94872.14362.35792.59372.85313.13843.45233.79754.11724.59505.05455.55996.11596.72757.40028.14038.95439.849710.834711.918213.110014.4211015.863117.44940.90910.82640.75130.68300.62090.56450.51320.46650.42410.38550.35050.31860.28970.26330.23940.21760.19780.17990.1635

22、0.14860.13510.12280.11170.10150.09230.08390.07630.06930.06300.05731.00002.10003.31004.64106.10517.71569.487211.435913.579515.937418.531221.384324.527727.975031.772535.949740.544745.599251.159157.275064.002571.402779.543088.497398.3471109.1818121.0999134.2099148.6309164.49401.00000.47620.60210.21550.16380.12960.10540.08740.07360.06270.05400.04680.04080.03570.03150.02780.02470.02190.01950.01750.01560.01400.01260.01130.01020.00920.00830.00750.00670.00611.10000.57620.40210.315